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随着轨道交通、船舶、宇航及化工等行业大量应用铝合金焊接构件,铝合金焊丝的用量也在随之逐年增加。据不完全统计,我国铝合金焊丝年消费量已超万吨,居世界首位,占世界总需求量的三分之一,但我国铝合金焊丝的品种规格却很单一。因为5xxx铝合金焊丝的通配性最好,所以其几乎被用于焊接所有型号的铝合金母材,使得焊丝与母材之间成分差异较大,导致焊接接头及焊接构件组织及性能不合格。为了解决这一问题,丰富我国铝合金焊丝品种,完善铝合金焊丝体系,针对不同铝合金母材开发出与之相匹配的焊丝已迫在眉睫。本文围绕铝合金焊接用量最大的5356铝合金焊丝,设计了 13种新型Al-Mg-Mn系焊丝合金,并制备出适合于MIG焊的1.2mm铝合金焊丝。采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、拉伸实验、显微硬度实验等对焊丝组织性能进行表征分析,系统的研究了 Zn含量对Al-4.7Mg-0.48Mn铝合金焊丝显微组织及力学性能的影响规律,还研究了单独添加Zr、单独添加Sc以及复合添加 Zr、Sc对Al-4.5Mg-0.12Mn铝合金焊丝显微组织及力学性能的影响规律,基此进一步研究了单独添加Zr、单独添加Sc以及复合添加Zr、Sc对新型Al-4.6Mg-0.13Mn-1.01Zn铝合金焊丝显微组织及力学性能的影响规律。通过对比铝合金焊丝显微组织和力学性能,优化出几种铝合金焊丝并使用自动送丝熔化极惰性气体保护焊对6 mm厚的5083退火态板材进行焊接实验,结合焊接接头的组织和性能,分析研究几种优化焊丝的焊接性能。主要研究结果如下:（1）Al-4.7Mg-0.48Mn-（0～1.38）Zn成品焊丝中存在尺寸在1～3 μm之间的点状（FeMn）Al6过剩结晶相粒子,成品焊丝晶粒均为纤维状,添加Zn及Zn含量增加对（FeMn）Al6过剩结晶相粒子组态及晶粒形状、尺寸无明显影响。Zn含量增加,Al-4.7Mg-0.48Mn-（0～1.38）Zn成品焊丝的抗拉强度和屈服强度均逐渐增大,但其延伸率呈单调减小的趋势。Al-4.7Mg-0.48Mn焊丝最佳Zn含量为0.99%,其成品焊丝的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为412.0 MPa、343.5 MPa和 5.8%。（2）单独添加0.08%Zr、单独添加0.045%Sc及复合添加0.11%Zr+0.05%Sc的Al-4.5Mg-0.12Mn成品焊丝中均存在许多微米级点状（FeMn）Al6过剩结晶相粒子,其中含Zr的成品焊丝中还存在微米级AlTiZr过剩结晶相粒子;成品焊丝晶粒均为纤维状,含Zr的Al-4.5Mg-0.12Mn成品焊丝纤维状晶粒直径更细;单独添加0.045%Sc对Al-4.5Mg-0.12Mn成品焊丝晶粒形状和尺寸无明显影响。优化出最佳焊丝成分为Al-4.5Mg-0.12Mn-0.08Zr,其成品焊丝的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别是388.5 MPa、338.2 MPa和5.8%。（3）单独添加0.12%Zr、单独添加0.046%Sc及复合添加0.13%Zr+0.048%Sc的Al-4.6Mg-0.13Mn-1.01Zn成品焊丝中均存在微米级点状（FeMn）Al6过剩结晶相粒子,其中添加Zr的两种成品焊丝中还存在微米级点状AlTiZr过剩结晶相粒子;成品焊丝晶粒均为纤维状,其中添加Zr的两种Al-4.6Mg-0.13Mn-1.01Zn成品焊丝纤维状晶粒更细,单独添加0.046%Sc对Al-4.6Mg-0.13Mn-1.01Zn成品焊丝晶粒形状和尺寸无明显影响。优化出最佳的焊丝成分为Al-4.6Mg-0.13Mn-1.01Zn-0.12Zr,其成品焊丝的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为 413.0 MPa、345.3 MPa 和 5.3%。（4）采用优化出的 Al-4.62Mg-0.48Mn-0.99Zn、Al-4.53Mg-0.13Mn-0.08Zr和Al-4.7Mg-0.14Mn-1.02Zn-0.12Zr铝合金焊丝焊接6mm厚的 5083-O（退火态）板材发现:含Zr焊丝形成的焊接接头焊缝区晶粒均为50 μm左右的等轴晶,无Zr焊丝形成的焊接接头焊缝区晶粒为80 μm左右的等轴晶;含Zr焊丝形成的焊接接头焊缝区都存在微米级（FeMn）Al6相和点状AlTiZr相,其中含Zn焊丝形成的焊缝区还存在少量微米级点状τ（Al2Mg3Zn3）相;含Zr的两种焊丝形成的焊缝区显微硬度与5356铝合金焊丝形成的焊缝区硬度相比,分别提高了 3 HV（Al-4.53Mg-0.13Mn-0.08Zr）和 4 HV（Al-4.7Mg-0.14Mn-1.02Zn-0.12Zr）。含Zn的两种焊丝形成的焊接接头具有明显的时效强化能力,当室温停放50天时,焊缝区显微硬度比焊后立即（焊后24 h内）的显微硬度分别提高了 6 HV（Al-4.62Mg-0.48Mn-0.99Zn）和 9 HV（Al-4.7Mg-0.14Mn-1.02Zn-0.12Zr）。当室温停放50天后,采用Al-4.62Mg-0.48Mn-0.99Zn焊丝形成焊接接头抗拉强度、屈服强度与采用5356铝合金焊丝形成焊接接头相比,分别提高23.6 MPa和15.2 MPa。